毕业论文-基于PIC系列单片机的改进型PID控制器设计

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1、 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 论文（设计）题目：论文（设计）题目： 基于 PIC 系列单片机的改进型 PID 控制器设计 学学 院：院： 电气工程学院 专专 业：业： 自 动 化 班班 级：级： * 学学 号：号： * 学生姓名：学生姓名： * 指导教师：指导教师： * 2012 年 05 月 26 日 目 录 摘 要 ABSTRACT . 第一章 绪论 1 1.1 课题来源 . 1 1.2 选题背景 . 1 1.3 PID 控制概况 1 1.3.1 发展现状 . 1 1.3.2 PID 技术的不足 2 1.3.3 PID 未来发展趋势 3 1.4 设计的目的、意义和设计内容 .

2、 3 1.5 课题整体方案 . 3 第二章 PID 控制器 . 5 2.1 PID 控制原理 5 2.2 积分分离 PID 控制器 . 6 2.3 PID 整定方法 8 2.3.1 工程整定法 . 9 2.3.2 经验法 . 12 第三章 积分分离 PID 控制在 MATLAB 上的实现 . 14 3.1 MATLAB 简介 14 3.2 积分分离 PID 控制器的 M 文件仿真 14 3.3 积分分离 PID 控制器的 simulink 仿真 18 第四章 硬件选型及电路 20 4.1 设备选型 . 20 4.1.1 PIC 单片机 PIC16F877A 20 4.1.2 温度传感器 DS1

3、8B20 21 4.1.3 显示器 LCD1602 . 22 4.1.4 单总线技术 23 4.2 硬件电路 23 4.2.1 最小系统 . 23 4.2.2 加热模块 . 24 4.2.3 数据采集电路 . 25 4.2.4 显示模块 . 25 4.2.5 键盘输入模块 . 26 4.2.6 电源模块 . 26 第五章 软件设计 28 5.1 程序流程图 . 28 5.1.1 主程序流程图 28 5.1.2 DS18B20 温度采集程序流程图. 29 5.1.3 PID 控制程序流程图 30 5.1.4 键盘输入子程序 31 5.1.5 LCD 显示子程序 32 第六章 结论 33 参考文献

4、 33 致 谢 35 附录 1： PID 仿真程序 36 附录 2： 单片机仿真程序 . 39 原理图及程序流程图见大图 基于 PIC 系列单片机的改进型 PID 控制器设计 摘 要 在工业控制中，按偏差的比例、积分和微分进行控制的 PID 调节器现在得到广泛 的应用。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术 之一。 对 PID 控制的改进主要是参数整定的先进技术，以及对控制结构的改进和更新。参 数整定的技术有神经网络、模糊控制、自适应控制等；控制结构的改进有积分分离、抗 积分饱和、微分先行等。这其中应用最多的是积分分离。 论文主要研究积分分离 PID 控制器的设计

5、及其在 PIC 单片机系统中的应用， 完成了 以下工作： （1）首先普通 PID 控制和积分分离 PID 控制的原理。 （2）其次，运用 MATLAB 实现了对积分分离 PID 控制器的设计及仿真，进行了 M 文件和 simulink 仿真。 （3）再次，针对积分分离 PID 控制器，设计了基于 PIC 单片机的积分分离 PID 控 制器。 仿真结果表明，当设定值与被控量之间的偏差较小时，取消积分作用，避免积分作 用降低控制系统的稳定性，增大超调量；当设定值与被控量接近时，引入积分作用，实 现静差的消除，提高了控制精度。 关键词 ：积分分离 PID，MATLAB，M 文件仿真，simulink

6、 仿真，PIC 单片机 Integration Separation PID control based on PIC microcontroller systems application ABSTRACT PID regulator,according to the deviation of the proportional, integral and differential,has been widely used in industrial control,.It has been one of the most important technical and industrial control,with its simple structure, good stability, reliable, and easy to adjust The improvement of PID control is the high technology of parameter tuning